3. Значение химии для строительства

Химия обеспечивает строительную отрасль стройматериалами, пластмассами, красками.

Сырьём для производства строительных материалов служат глина, песок, известняк, гипс.

 

При сооружении зданий используют вяжущие материалы, к которым относятся известь, цемент и бетон, гипс. Их смешивают с водой и получают тестообразную массу, превращающуюся при высыхании в твёрдый материал.

 

Один из таких материалов — гашёная известь ${\mathit{Ca}(\mathit{OH})}_2$. Её смешивают с песком ${\mathit{SiO}}_2$ и водой. Полученный известковый раствор используют при кладке стен из кирпича, а также в качестве штукатурки. Гидроксид кальция реагирует с углекислым газом из воздуха с образованием нерастворимого карбоната:

 

${\mathit{Ca}(\mathit{OH})}_2+{\mathit{CO}}_2={\mathit{CaCO}}_3{\downarrow +H}_{2}O$.

Сырьём для получения гашёной извести служит известняк. Его обжигают, получают оксид кальция (негашёную известь), а затем добавляют воду (гасят):

 

${\mathit{CaCO}}_3\stackrel{t}{=}\mathit{CaO}+{\mathit{CO}}_2$;

 

$\mathit{CaO}+H_{2}O={\mathit{Ca}(\mathit{OH})}_2$.

 

 

Цемент тоже применяется для скрепления кирпичей при кладке стен. Из цемента и воды готовят тестообразную смесь (раствор), которая при высыхании затвердевает и превращается в камень.

 

Цемент производят из известняка и глины. При обжиге измельчённого сырья получается порошкообразный материал, состоящий из силикатов и алюминатов кальция.

 

Для увеличения объёма и прочности в цементный раствор добавляют песок, щебень и другие наполнители. Получается бетон. В бетон часто вводят железную арматуру и получают более прочный железобетон. Бетон и железобетон используют для строительства массивных сооружений.

 

 

В состав отделочных смесей входит жжёный гипс (алебастр) ${\mathit{CaSO}}_4\cdot {\mathrm{0,5}H}_{2}O$. Его получают обжигом природного гипса (дигидрата сульфата кальция) ${\mathit{CaSO}}_4\cdot {2H}_{2}O$:

 

${\mathit{CaSO}}_4\cdot {2H}_{2}O\stackrel{t}{=}{\mathit{CaSO}}_4\cdot {\mathrm{0,5}H}_{2}O+{\mathrm{1,}5\mathit{CaSO}}_4$.

 

При смешивании с водой происходит обратный процесс присоединения воды, и гипс твердеет (схватывается).

 

 

 

Одним из необходимых материалов для постройки зданий является стекло. Сырьём для производства обычного оконного стекла служат известняк, песок и сода. Эти материалы смешивают и сильно нагревают (варят). Карбонаты разлагаются, выделяется углекислый газ, и получается вязкая масса, которая при застывании образует прозрачное стекло:

 

${\mathit{Na}}_2{\mathit{CO}}_3+{\mathit{CaCO}}_3+{6\mathit{SiO}}_2\stackrel{t}{=}{\mathit{Na}}_{2}O\cdot \mathit{CaO}\cdot 6{\mathit{SiO}}_2+{2\mathit{CO}}_2$${\uparrow }^{}$.